Par Steven Shackell
En octobre 2019, des incendies de forêt dans le Nord de la Californie ont provoqué une coupure préventive de plusieurs jours du réseau électrique principal dans le pays de Humboldt, en Californie. Malheureusement, la vie de plusieurs habitants de Humboldt dépendait d’équipements médicaux fonctionnant à l’électricité. Heureusement, le micro-réseau de Blue Lake Rancheria, situé à proximité, a alimenté en électricité ces résidents et leur a littéralement sauvé la vie.
Les micro-réseaux transforment la façon dont nous produisons, distribuons et consommons l’électricité. Cet article explore les principes fondamentaux d’un micro-réseau et les avantages de la récupération et de la distribution décentralisées de l’énergie.
Qu’est-ce qu’un micro-réseau ?
Un micro-réseau est un petit système énergétique localisé qui peut fonctionner indépendamment ou en conjonction avec le réseau énergétique primaire. Compte tenu de la nature large de sa définition, la taille d’un micro-réseau peut varier considérablement, allant d’une seule maison résidentielle à une municipalité entière comptant des dizaines de milliers de bâtiments.
La caractéristique déterminante d’un micro-réseau est sa capacité à fonctionner de manière autonome et à se déconnecter rapidement du réseau électrique principal en cas de catastrophe naturelle, de panne du réseau ou de panne planifiée. La résilience des micro-réseaux est inestimable pour les installations critiques telles que les hôpitaux, les services d’urgence, les avant-postes de défense, les centres de données et les usines de fabrication.
De plus, les micro-réseaux peuvent produire leur propre électricité de manière indépendante. Dans la plupart des cas, quoique pas toujours, la production d’énergie des micro-réseaux utilise des sources d’énergie hautement efficaces et respectueuses de l’environnement. Ces sources fonctionnent ensemble pour produire, stocker et distribuer de l’électricité dans la région de service du micro-réseau. Par exemple, le campus de l’Université du Colorado à Boulder fonctionne comme un micro-réseau pour le comté de Boulder, desservant des dizaines de bâtiments, d’installations de recherche et de dortoirs afin d’accroître la résilience énergétique sur le campus et réduire l’impact carbone.
Le rôle de la récupération d’énergie dans les micro-réseaux
Depuis la révolution industrielle, les combustibles fossiles constituent le principal moyen de production d’électricité. Cependant, les installations alimentées au charbon et au gaz naturel sont vastes, coûteuses et reposent sur un modèle de production d’énergie centralisé.
La récupération d’énergie décentralisée est un élément essentiel d’un système de micro-réseau et implique la capture et le stockage de l’énergie produite de manière durable à partir de l’environnement environnant. Il existe plusieurs technologies courantes utilisées pour la récupération d’énergie dans un micro-réseau.
Collecte de l’énergie solaire
Les panneaux solaires sont extraordinairement évolutifs, avec des systèmes allant des micro-réseaux à carte unique aux fermes solaires générant des mégawatts. La collecte de l’énergie solaire, associée à la technologie des batteries, permet de mettre en place des réseaux intelligents et des micro-réseaux dans le monde entier. Cette énergie propre et abondante peut produire de l’électricité pendant la journée, stocker de l’énergie dans des batteries la nuit et les jours sans soleil et fournir une résilience énergétique totalement indépendante à diverses échelles. La technologie de chargeur de batterie à commutation, telle que le BQ255 de TI, rend la commutation entre l’énergie solaire directe et l’alimentation par batterie transparente et quasi instantanée.
Collecte d’énergie houlomotrice
Généralement utilisée dans les micro-réseaux de la taille d’une municipalité, la technologie de récupération d’énergie éolienne utilise des éoliennes qui captent l’énergie cinétique du vent. La récupération de l’énergie éolienne est particulièrement utile pour les micro-réseaux dans les régions où les vents sont constants et est le plus souvent utilisée comme source d’énergie supplémentaire intermittente. Les éoliennes peuvent varier en taille, la plus grande éolienne produisant suffisamment d’électricité pour 80 000 habitants à l’année.
Récupération d’énergie thermique
Les systèmes de récupération d’énergie thermique sont plus restreints au niveau régional que l’énergie éolienne, car ils ne peuvent exister que dans les régions à forte activité géothermique. Cependant, dans les zones où cette activité est présente, la récupération d’énergie thermique peut générer une électricité constante et fiable pour les micro-réseaux. Par exemple, l’Islande produit plus de 20 % de son électricité et presque toute sa chaleur à partir de l’activité géothermique. Sa capitale, Reykjavik, fonctionne sur un micro-réseau, avec 95 % de son chauffage et 25 % de son électricité provenant de la récupération d’énergie géothermique.
Micro-réseaux – la puissance du futur
Les micro-réseaux sont à l’avant-garde de la transition vers une infrastructure énergétique durable et fiable. La nécessité de centrales mégaélectriques centralisées est éliminée avec l’avènement de la récupération et du stockage d’énergie durables, qui jouent désormais un rôle essentiel dans la mise en place de systèmes énergétiques décentralisés de micro-réseaux dans le monde entier. Alors que la société continue d’évoluer face aux défis du changement climatique et à la diversité du paysage énergétique, les micro-réseaux offrent une solution prometteuse, évolutive et durable sans impact négatif sur la disponibilité énergétique.
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